Статический измерительный преобразователь мощности в напряжение постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК G01R21/00 

П PliOBP.A ЗОВА ТЕ ЛЬ

Изобретение откосится к имггуггьсноя технике и может найти применение i5 с ютемах преобразования активной мглцкг-стг; в напряжение постоянного тока и те-еизмеритепьных системах.

Известны статические нзмер-;те;ть;гь е преобразоватепи активной меткости г. тшнряженке постоянного тока, сэ;:ор:-1;а1д5 е преобразоватепи напряжения к тока, дисд.m,ie выпрямители и время-импу.пьснс-г; мно-., житепьио-депитепьное устройс:тзо 1 .

Однако такие преобразователи ;.:о1цнос ти имеют недостаточную точность кзмерения.

Из известных; устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности является статический измерительный преобразователь мощност, содержащий входные преобразоватепи иопряже- ,р ния и тока, время-импупьсное 1ножг1тепь.-но-деп 5тельное устройство, избнратрпь-гччо фазосдвигающую LC-иепь, модулятор, три двухпопупйриодных диодн:-,Х пыпрпми.и: п LCR -KCi-rryp, 1тредназиаченш1Гй для г.;пг1гсецчи чпстотноЯ погрешности этот- пту осразоватепь имеет . келостетксг;. Допустимый диапазон -.рко;-;г я ф,зозьХ сдвигов между током

.:,,;таиже П;СК лрутицишально ограш5чен 6(-°); при углах, бли.зкнх к 90 , рель -;т прэобразопаиия оказывается неu4;bjV- П; яобразоватепю свойствена зна

vo.ii,iiii;.i чг;,с отпая погрешность, пости; 01Ц,я гтри изменени : частоты от 4 9 51 Гц величины 0,5%. При настройке )эобразователч необходимо производить -1Ол-;олт -,е и трудоемкие регулировки з 1 ерсння.

t 5

Перечнеnei-n.we недостатки объясняют- |Тп;пн;т1-. п:тн51ли псм преобразования. лПчтнеинем ,r)e 4i 7 nMnynbCHOro множи./; ьно-дслительпого устройства, необ- ,-.i:;4-:ocTF-i o , йаз.осдвигаюшую цепь и нг тельпог vc-тройгтпо: на -П1а::ть 1 :Ообг-п.-,оваг11я высших гармо- к. сстгкошнхся ja в;-.ходе избирателЬ Ог.иапазон г/г О до 3GO Это достиггются , гто п угтрп-й-.стзс- содррх ап1ее входные гтреобрпзодаТеЛН тока и НППрЯЖеНИЯ,, ПОДКЛПЧЭТ-15;Ы и к гзыходу поспеднйго измеритеяытый вы- , 1(ряК итепь и источник стабип - -ого постоянного 1-гапрнже О1я, догюлнитепьно зг-.едец -, ус и п viTe л -.-огра ни чите пь, п одк пю ч-енTtbiH к пходноку птзеобрапователю иапояже TDJ я ,упялитепь Г гх:тоя11ного т;ж;, фильтруюшт й конденсатор, подкпюченттр,-и nn-ia;:лельно входу усипитоля,, ,ipn nocfosirr HEjjx резистора, фсторезистср, паг/пк няКйпствания; лодкпючанная к аыходу yew-яр теля и Осг5еш.ающая фоторезистор, 1)азо.чувствртепьный вг прямитель и п:одкг:ю ченкое к его выходу фильтрутоии-е вьгход-пое устройство, причем вход усипитр пя постоянного тока шрез дЕ.а лосч-ояпдьгк 1)езнстора соединен с аьтходом изме ;-итеп НС-то выпрямтгтепя и фоторезистороМ; лО-: торь/й через два других постоянных рэзис тор)а соединен с нсточнржом стабильчого 1тостоят1иого напряжения и выхопом в-ход.-. ного преобразователя тока, а параллель-, чо фоторезистору лодкпгоче-гГ сигнальиый вход фазочувствктельного аппрямител;. управлятощий вход которого соединен с зыходом усилителя-огрглтичитепй,, Нга чертеже представлека структурвая схема предлагаемого статического из-1у 8ритепьного преобразователя мощнс:сти 8 напряжение постоятгного тока. Устройство содержит входной прцобразователь 1 напряжения, Р змеритапь 1ый зыпряьтатель 2, постояшгь/е резистоги- 3, 4, 656, фипьтр;|Гкэ1Ций ко1-гденсатор) 7. ускяит-епь 8 постоянного тока, памду 9 кахапивания , освещающую фоторезистоп 10 входной преобразователь 11 тока ит;-. точник 12 ста6ип з1Юго пстстоянного HPпряже пи я, фазочувствителы ый вьшря 13, усияитепь-огранкчител з 14я фипьтрующее выходное устройство 15,. На чертеже приняты также следующие обозначения . U и 1 - входные напряжения и TOKJ и г и I ди и UQ - напряжения в различных точках схемы, Входное напрпжетшя О подается на входной преобразователь 1 напряженкр который, сохраняя фазу входного нанряж Ш1Я, изменяет его по величине,, Выходное напряжеш-ш (j лреобраг-ователя выражается формулой Г.и,(1) -, -1. ( i:R,. f Н 1Г , i Е I1 г 1 i ; подключ;:);; -;, ТРОМО|;Ц; л ЬПЫ 6 ТГ;аНСГПО; jN, л f о I Jij с аа:1ря «о;-:мг; J-, - г )сод рало ; И1: витсл в;; i nr iv-Toa r 3, па управлякиднй вход которого доается выходное напряжение усилителяграничителя 14, лодклк- ченного к выоду преобра, .вотеля 1.. Выходное наряжение усили еля-огращтчктеля 14 имет прямоугольную и совпадает по азе с надряжением U, С помощью фильтру;с 1иет о выходното стройства 15 осу;десгг гяется ДОДВГШГ-ЯНР еременной составляю:.й щ.гходного H,Iряжения-и, Фазоч - ч-7витр;п,нпго вырямите Л Я Н ус иле ЧИ г : :Х-:ТО я ГПС)Й с ОС- i.} п5ляющей U этого напряжеши vio ве4СР..пичине. Выходное напряжение U образоватепя образуется на выходе фил рующего устройства 15, При большом коэффициенте усиления усилитепя 8 ток, протекающий через ла пу 9, и сопротивление фоторезистора 1 меняются до тех пор, пока напряжение ли на входе усилитепя 8 не становитс предельно малым. Полагая л и о ., полу -3 4(4) где R и - сопротивления резисторов 3 и 4. Учитывая, что вследствие малой вепп-ги ны &U резисторы 3 и 4 по постоянн му току можно считать заземленными; также то обстоятежтство, что резистор одним концом также 3a3eKfneH по постоянному току, для величины UQ(,p полу чаему -у э QCP on Rr, R. R, Rfe R, Rj,R R. - сопротивления резисторов 5ДО, 6; соответственно;- входное сопротивпени фазочувствительного выпpя штeпя 13. Подотавпяя UQCP выражение (4);, а также учитывая выражения (1) и (2 находимк к R R :R (6) .оп где 10 - модуль входного напряжения. Переменная составляющая UQ- напряжения Uq образуется вследствие де ствия напряже{шя L) з Поскольку всл ствие незначительного емкостного сопро тивления конденсатора 7 и вь ходного с противления по переменному току источн ке 12 резисторы 4 и 5 считать одним концом заземленными по переменно току для и q, учитывая выражение (3) имеем ,и,Ь.к,|п, (7) - О Q- R б Подставляющая сюда значения из выраижния (6), находим ---н; е - (8) Следовательно, напряжение UQ - совпадает по фазе с током J . {апряжение UQ поступает на сигнальщ тй вход фазочувствительного выпрямителя 13, на уп{;-пвляющий вход которого подается выходное напряжение усилптрля-отфаничителя 14. Полагая папряжо п-гя U и U cHHycoKna-n.HbiN дпя постоянной составляюще; Vf.cc выходного напряжения фапоч/зствительного вы получаем VZ( т/ И dt -- и ( I о т J Q. ОО к к . R,R (9) -3, о гдй к . С-ОГ1Ч i - KC i-iiiiUieirr пропорцноттальности;Ч .- фпяов, сдвиг между пр ;женнем IS и током , Bi,г. (i ст/оаведливо при хо-:ч)тч; i пряже ни я {.1 пре8ЫХ -ЭЫ.(10) 11 СХЭ2.М кР : . / коэффициент пропорцио™ нальносги, равный ..,v,K ,,R, 5 45 R R 11 3 e, о ПСлеповательно, велпчпна L),,,j пропорцкс;;я;тьна акттшпо)} мохиности Р j, , пот- ; €;мой HGiavaKOUf ГоЧ)ость П2обзапования при большом KOSfl-.-hnuieuTe у-силения усилителя 8 опредйляйтся стабильт{остью величин, входящих в зьражекне (1л, соответствующим выnojiHSHKGM отдель Г 11Х блоков-, охватом их ГТубокимв o6)jaTT i;iKH связями, применеmie -; терг.юстабплькг гх резисторов удается досГ 1Гкугь BbicOKOH стабильности коэфd-iiUiEiiTa преоб;;аоован1я к преобразог-ите.;я 11, спе.цоЕптельно, высокой точности преобразооаний в 11:ирор:ом температурKOt-,; /дияпазоме. Высокая точность преобразоейК П обчСловлеиа также отсутствием нестпб11львь;х йаг осзвигающих и избира™ тельных ueiTst;. -:то выгодно отличает предлагаемое з тройство от указанного npoTOTi-infi, ,золмч юлностью устранить частот™,ю г;оггог: гост просбрпзования. (,еш;е (10), определяющее хлрактеpRCTHKv преп6р;5ОО ания устройства, ос- аегся сппаведлипых; up;; значега{ях фазового сдврга Ц межд, током и напряжегшел-:, ч:то гопг очяет гсущестгадть ;iAwyvOK ГТГОЙСТ15Р ПП ИЗМОНеШПока Ь1 О1 С Л- - ,Х. напряжегшя К т ас 27С П, К: эЛ1фииир ГГ ошиосГИ fУГ и до л,, БаИИП HR 1:репЫ;

пая погреипгопТ; 20Т50 С iO Mj. иа ICfC: а